Гексан

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Гексан
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
гексан
Традиционные названия гексан, гексила гидрид[1], секстан
Хим. формула C6H14
Рац. формула C6H14
Физические свойства
Состояние бесцветная жидкость
Молярная масса 86,17848 г/моль
Плотность 0,6548 г/см³
Энергия ионизации 10,18 ± 0,01 эВ[2]
Термические свойства
Температура
 • плавления −95 °С (н-гексан)
 • кипения 68 °С (н-гексан) °C
 • вспышки −7 ± 1 ℉[2]
 • самовоспламенения 240 °C
Пределы взрываемости 1,1 ± 0,1 об.%[2]
Критическая точка  
 • давление 29,61 атм
Давление пара 124 ± 1 мм рт.ст.[2]
Классификация
Рег. номер CAS 110-54-3
PubChem
Рег. номер EINECS 203-777-6
SMILES
InChI
RTECS MN9275000
ChEBI 29021
Номер ООН 1208
ChemSpider
Безопасность
Предельная концентрация 300 мг/м³[3]
ЛД50 200 — 250 мг/кг (крысы, орально)[4]
Токсичность Класс опасности по ГОСТ 12.1.007: 4-й
NFPA 704
Огнеопасность 3: Жидкости и твёрдые вещества, способные воспламеняться почти при температуре внешней среды. Температура вспышки между 23 °C (73 °F) и 38 °C (100 °F)Опасность для здоровья 2: Интенсивное или продолжительное, но не хроническое воздействие может привести к временной потере трудоспособности или возможным остаточным повреждениям (например, диэтиловый эфир)Реакционноспособность 0: Стабильно даже при действии открытого пламени и не реагирует с водой (например, гелий)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
3
2
0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Гекса́н (гекси́лгидри́д) — органическое вещество; насыщенный углеводород, химическая формула , относящийся к классу алканов.

Существует 5 изомеров гексана — изомер линейного строения — н-гексан, и 4 изомера разветвлённого строения. Обычно под термином «гексан» подразумевается изомер линейного строения. Изомеры немного различаются по физическим свойствам, в частности, по температурам плавления и кипения.

Свойства[править | править код]

Бесцветная жидкость со слабым сладковатым запахом (напоминающим дихлорэтан)[5]. Показатель преломления

Н-гексан имеет низкое значение октанового числа, около 24—26[6] и является нежелательной составной частью синтетического бензина, снижающего его октановое число.

Получение гексана[править | править код]

Нахождение в природе[править | править код]

Н-гексан содержится в значительных количествах в бензине прямой перегонки. Большие количества его изомеров содержатся в бензине каталитического крекинга и в алкилированном бензине.

Безопасность[править | править код]

Гексан — токсичное вещество. В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76[7] гексан является токсичным малоопасным веществом по степени воздействия на организм, 4-го класса опасности[8]. В высоких концентрациях раздражает слизистые оболочки; обладает наркотическим и общеядовитым действиями.

Распределение и трансформация н-гексана в окружающей среде и живых организмах[править | править код]

Гексан - эндогенный углеводород, который содержится в выдыхаемом воздухе. При нанесении морским свинкам 1 мл закрытым способом гексан вскоре обнаруживается в крови, концентрация его увеличивается в течение первого часа, а затем снижается, несмотря на продолжение экспозиции (Jakobson et al.). При ингаляционном поступлении гексан у человека степень задержки при дыхании составляет 15-25 % (Mutti et al.)[9].

Накопление гексана в тканях зависит от содержания в них липидов (Baker, Rickart): 1 г липида связывает 4 мг гексана, а в крови на 1 г липида приходится около 25 мг н-гексана. Наибольшие его количества депонируются в тканях околопочечного жира, надпочечников, грудины, сальника (Бабанов и др.). Насыщение крови, головного мозга, надпочечников, почек и селезенки наблюдается через 4-5 ч. В печени концентрация гексана повышалась линейно, и через 10 ч еще не отмечалось насыщения. В ткани головного мозга накопление идет медленнее, чем в других тканях.

Метаболизм гексана происходит, в основном, в печени, в ее микросомной фракции. Сначала идет окисление при участии цитохрома Р-450, цитохрома В5 и НАДФН-зависимой редуктазы. Гидроксилирование может происходить по всем углеродным атомам, но наиболее активно оно осуществляется по второму атому углерода (Toftgord et al.).

Из организма гексан выводится легкими и почками. Легкими человека удаляется 50-60% от поступившего количества. Период полувыведения гексана с выдыхаемым воздухом у человека возрастает с увеличением концентрации во вдыхаемом воздухе и составляет 1,5-2 ч. Период полувыведения из крови и большинства органов у крыс равен 1-2 ч, из почек - 5-6 ч (Baker, Rickart; Veulemans et al.). Через почки выделяются метаболиты гексана.: 2-гексанол, 2,5-гександион (Perbellini et al.).

У рабочих обувного производства, подвергавшихся профессиональному воздействию паров гексана, обнаружена четкая корреляция между его содержанием в воздухе на рабочих местах и количеством 2,5-гександиона в моче, а также между количеством 2,5-гександиона в моче и концентрацией гексана в крови (Perbellini et al.).

Считается, что нейротоксическое действие гексан оказывает за счет его превращения в организме в нейротоксин 2,5-гександион (Iwasaki, Tsuruta)[10]. Другие изомеры гексана, гидроксилируясь в организме, не способны образовать 2,5-гександион: в моче у рабочих обувных фабрик при контакте с 2-метилпентаном обнаруживали 2-метил-2-пентанол, при контакте с 3-метилпентаном - З-метил-2-пентанол (Perbellini et al.)[11]. Изомерам гексана, очищенным от гексана, не свойственно ярко выраженное нейротоксическое действие (Egan et al.)[12]. В опытах на курах было показано, что по выраженности нейротоксических эффектов гексан и его метаболиты составляют следующий ряд: 2,5-гександион > > 2,5-гександиол > 2-гексанон > гексан (Abou-Donia et al.)[13]. Нейротоксичность 2,5-гександиона в 38 раз выше, чем у н-гексана.

Симптомы острого отравления[править | править код]

Гексан вызывает наркоз, раздражает верхние дыхательные пути, изменяя частоту и глубину дыхания. В первую очередь отмечается нейротокснческое действие гексана (к 1979 г. описано несколько сот случаев полинейропатии). Гексан и его метаболиты, в особенности 2,5-гександион, взаимодействуют с белками в нервных волокнах, формируя токсичные конгломераты (Graham, Abou-Donia). Это приводит к многочисленным вариантам периферических невропатий, основу которых составляют набухание аксонов и дегенеративные изменения миелиновых оболочек, вплоть до полного разрушения их. Аксональная дегенерация характеризуется большей выраженностью в дистальных отделах, с преимущественным повреждением чувствительных волокон крупного калибра. Характерны также функциональные и структурные нарушения в легких, печени, почках, сетчатке глаза, ЦНС, эндокринной и половой системах (Тихонова; Damstra; Jorgenson, Cohr).

Действие н-гексана на животных[править | править код]

Животные. По острой токсичности н-гексан значительно превосходит низшие члены ряда алканов. При воздействии больших концентраций гексана наблюдаются наркоз, кома, остановка дыхания. Концентрация 627 000 мг/м3 уже при 3-мин экспозиции вызывает гибель 50 % крыс. Для мышей при ингаляции гексана в течение 4,5 мин ЛК100 = 225 000 мг/м3, в течение 2 ч - в диапазоне 126 000-187 000 мг/м3. Концентрация, вызывающая боковое положение у мышей при 2-ч экспозиции, 100 000 мг/м3, ЛК50 при той же экспозиции - 150 000 мг/м3.

Влияние гексана на человеческий организм[править | править код]

Предел обнаружения по запаху = 115 мг/м3, неощутимая концентрация 80 мг/м3 (Фельдман). Острые отравления зарегистрированы среди токсикоманов; вдыхавших пары клея, который содержал гексан и его изомеры, а также толуол. Кратковременное вдыхание гексана в высоких концентрациях вызывало наркоз. При концентрации 5400 мг/м3, действовавшей в течение 10 мин, отмечены головная боль, головокружение, тошнота, рвота, горизонтальный нистагм, психические нарушения, потеря сознания, остановка дыхания. Полное восстановление после функциональных нарушений нервной системы отмечается редко. Механизм острого отравления связывают с поляризационным действием гексана на липиды клеточных мембран нейронов, которое приводит к расширению мембран, увеличению их проницаемости и повышению возбудимости нейронов (Jorgenson, Cohr).

Симптомы хронического отравления н-гексаном у животных[править | править код]

Полиневриты вызывались ежедневными ингаляциями гексана в концентрациях 1750-17 500 мг/м3, систематическим в/ж введением в дозах 0,4-0,6 мл, нанесением на кожу. При этом наблюдали снижение скорости проведения возбуждения по двигательным и сенсорным нервам, увеличение латентного периода проведения (Anderson, Dunham), затем парезы паралич конечностей, в первую очередь - задних (Franchin et al.)[14].

В смывах из легких у крыс, подвергавшихся ингаляции гексаном на протяжении 4 недель по 61 ч в день (5 дней в неделю) в концентрациях 1700-5900 мг/м3, возрастает содержание липидов, повышается активность кислой и щелочной фосфатазы, лактат-дегидрогеназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, что свидетельствует о повреждении альвеол; при еще более высоких концентрациях (10 500 мг/м3 в течение 8 дней по 8 ч в день) развивается жировая дегенерация эпителиальных клеток, они отделяются от базальной мембраны и т. п. (Schnoy et al.); в легких у кроликов обнаруживаются эмфизема, рассеянные микрокровоизлияния, очаги ателектазов, внутриальвеолярного и интерстициального отёка (Lungarella et al.)[15]. В печени снижается уровень сывороточной холинэстеразы, повышаются величина сывороточной креатин-фосфокиназы, активность лактатдегидрогеназы, в моче - положительная реакция на уробилин. Отмечена выраженная атрофия тимуса, селезенки, лимфатических узлов у мышей и крыс, которым вводили в желудок 2,5-гександиол - метаболит гексана. В эксперименте на крысах наблюдается атрофия зародышевого эпителия тестикулярной ткани. Крысята, родившиеся от матерей, которые подвергались ингаляционному воздействию гексана весили меньше, чем контрольные.

Случаи хронической интоксикации н-гексаном у людей[править | править код]

Случаи хронической интоксикации, особенно среди токсикоманов, нередки, подчас с развитием тяжелых периферических невропатий (Scelsi et al.)[16]. Морфологические изменения в периферической нервной системе обусловливали моторные и сенсорные нарушения, которые сначала проявлялись нарушениями чувствительности (ощущение холода в ногах), затем присоединялись мышечная слабость, боль в ногах, легкая утомляемость при ходьбе. Объективные признаки: понижение мышечного тонуса, атрофия мышц и т. п. Снижалась скорость проведения возбуждения по двигательному и чувствительному нервам, увеличивалась длительность латентного периода возбуждения (Mutti et al.). Симптомы поражения носили симметричный дистальный характер по типу "чулки - перчатки". Отмечены жалобы на сонливость, головокружение, головную боль, слабость (Mutti et al.). В тяжелых случаях наступал паралич ног, а иногда и рук. Функциональные нарушения прогрессируют в течение 2-3 мес. после прекращения воздействия гексана. Восстановление протекает длительно; даже через год после исключения контакта с гексаном часть больных продолжает жаловаться на утомляемость, боли и мышечную слабость в конечностях. Заболевание получило название гексауглеродной полиневропатии.

Пары гексана приводят к нарушениям функции органа зрения: искажается цветовое восприятие, наступают изменения в желтом пятне, ретинальной пигментации (Seppalanen, Raitta)[17].

Самые низкие концентрации гексана, при которых у рабочих отмечали функциональные нарушения, составляли 194-720 мг/м3 (Jorgenson, Cohr)[18]. После 6 лет производственного контакта с парами гексан в концентрации 190 мг/м3 у половины рабочих были жалобы на парестезии в конечностях; у других понизились сухожильные рефлексы (Sanagi et al.)[19]. Эти результаты привели к снижению действовавшей в США ПДК в воздухе рабочей зоны в 10 раз - с 1800 до 180 мг/м3.

В больших дозах н-гексан раздражает слизистую оболочку глаз.

Раздражающее действие гексана на кожу животных[править | править код]

В опытах на морских свинках наблюдали обратимые изменения электроретинограммы при ежедневной ингаляции гексана в концентрации 150 000 мг/м3 по 60 мин на протяжении 30 сут. При нанесении на кожу морской свинки гексан вызывает некротические изменения в эпидермисе, прогрессирующий пикноз ядер и отрыв базальной мембраны от базальных клеток. При длительном воздействии развивается эритема, с образованием рубцов. Гексан может всасываться через неповрежденную кожу.

Раздражающее действие гексана на кожу человека[править | править код]

У рабочих, имеющих производственный контакт с гексаном, кожа на дистальных участках становится грубой, шероховатой, холодной, эритематозной. Развивается слабая гипохромная анемия, которая излечивается в стационарных условиях. Отмечается лейкопения[20].

Применение[править | править код]

Изомеры[править | править код]

Гексан имеет пять изомеров:

Традиционное
название
Название по IUPAC Химическая формула Структурная формула
гексан
н-гексан
гексан Hexane-2D-Skeletal.svg
изогексан 2-метилпентан 2-metilpentāns.svg
3-метилпентан 3-metilpentāns.svg
2,3-диметилбутан 2,3-dimetilbutāns.svg
неогексан 2,2-диметилбутан 2,2-dimetilbutāns.svg

Примечания[править | править код]

  1. name=https://www.safework.ru_Hexane
  2. 1 2 3 4 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0322.html
  3. name=https://docs.cntd.ru_Алканы
  4. name=https://docs.cntd.ru_Гексан
  5. Газоанализатор гексан
  6. И. Л. Кнунянц, Краткая химическая энциклопедия: «Октановое число», стр. 720 «Углеводороды: н-Гексан, Октановое число: 26,0 24,8»
  7. name=https://docs.cntd.ru_ГОСТ (недоступная ссылка) 12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
  8. name=https://docs.cntd.ru_Hydrocarbons
  9. name=https://www.safework.ru_Toxicology of Hexane
  10. name=https://base.safework.ru_Трансформация гексана в организме животных
  11. name=https://docs.cntd.ru_Воздействие гексана на человека и животных
  12. name=base.safework.ru_Fraction of Normal Hexane
  13. name=https://www.safework.ru_Влияние гексана на организм животных
  14. name=https://base.safework.ru_Гексан
  15. name=https://docs.cntd.ru_Углеводороды
  16. name=https://docs.cntd.ru_Biological role of Hexane
  17. name=https://www.safework.ru_Hexane Poisoning
  18. name=https://docs.cntd.ru_Вред н-гексана
  19. name=https://docs.cntd.ru_Техника безопасности при работе с гексаном
  20. name=https://docs.cntd.ru_Меры безопасности при работе с н-гексаном
  21. Congress Should Protect Workers—and Families—from a Nerve-damaging Toxic: Hexane // NRDC, 2010

Литература[править | править код]

  • Вайсбергер А., Проскауэр Э., Риддик Дж., Тупс Э.. Органические растворители. — М.: Издатинлит, 1958.

Ссылки[править | править код]

  • HEXANES // FAO, 51st JECFA 1998 («Combined Compendium of Food Additive Specifications») (англ.)